WiMAX NWG架构与移动分组域网络演进

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　　WiMAX是一项新兴的无线通信技术，采用OFDM调制方式，无线信号传输距离最远可达50公里，其网络覆盖面积是3G基站的10倍，其接入速率最大可达75Mbps，也远胜于现有的3G技术。　　因此有人将WiMAX看成是3G技术强有力的竞争者。但WiMAX技术从产生的技术背景来看，主要还是为了解决无线数据接入问题，IEEE802.16协议族也仅定义了无线数据链路层和物理层相关的技术，虽然在802.16e定义了WiMAX的移动性特性，但对于WiMAX的大规模组网和管理均没有进行标准化。这些，都使WiMAX还无法具备电信级应用的能力。

　　目前，这种情况正在悄然变化。以研究WiMAX技术并制订相关规范为目标的WiMAX论坛专门成立了网络工作组（NWG），负责WiMAX组网的研究和规范。目前，已完成需求和基本框架的制订，接口协议和规范的制订也正在不断完善中。

WiMAXNWG架构分析

　　WiMAXNWG的网络架构在设计时，充分考虑了数据传输的高效性和网络架构的灵活性。整个网络可以分为两大部分：ASN和CSN。

　　ASN称之为接入服务网络（AccessServiceNetwork），主要为WiMAX用户提供相应的无线接入和控制，ASN可以包含基站（BS）和ASN接入网关（ASN-GW）等相关网元设备。BS主要负责WiMAX的无线接入和无线资源管理功能。ASN-GW负责用户的接入管理、移动性管理和数据通道管理功能，根据功能需求，还可以将ASN-GW分解成控制面网元和用户面网元两部分。LocationServer主要用于管理WiMAX用户的位置信息。

　　CSN称之为连接性服务网络（ConnectivityServiceNetwork），即WiMAX核心网，为WiMAX用户提供IP连接服务。CSN包含很多功能实体，例如AAA代理/服务器负责用户的接入认证和计费，TFTP服务器负责业务配置信息的管理，DCHP服务器负责地址的分配，HA负责通过MIP方式实现层三的业务切换等。

　　ASN和CSN可以隶属于不同的运营商。ASN可以根据用户要求选择不同的CSN网络为用户提供服务，这为虚拟运营业务的开展提供了便利，方便了无线接入网络的共享。WiMAXNWG网络中用户的鉴权、认证和计费功能通过归属网络AAA服务器实现，拜访网络仅提供AAA代理功能，这种架构给运营商网络组建和网络管理提供了很大的灵活性。

下一代移动分组域网络演进思路

　　与WiMAXNWG架构不同，目前的WCD－MA移动分组域网络架构由原GSM系统架构演变而来，更多地借用了电路域的设计思路。移动分组域这种架构虽然延续了电路域的一些传统的设计思路，但却没有充分考虑PS和CS在业务处理上的差别。因此组网的灵活性和数据传输的效率都不是很好。

　　一方面面对WiMAX强大的压力，另一方面从GPRS到EDGE、从WCDMAPSR99到HSDPA，无线接入的速度发生着突飞猛进的变化，目前移动分组域网络已无法满足高速率和高带宽的未来无线分组业务的要求。因此3GPP国际标准化组织开始展开下一代网络架构的研究，准备在R7阶段推出全新的移动分组域网络架构。该项工程称之为SAE（SystemArchitechtureEvolution）。SAE的主要思想是简化现有移动分组网络架构，通过网元整合和功能的重新划分减少业务处理的中间环节，实现网络架构的扁平化。

　　在核心网部分，将SGSN和GGSN功能归并后进行了重新划分，分解成MME（MobilityManagementEntity）和UPE（UserPlaneEntity）两个逻辑网元。MME负责移动性管理和用户的鉴权认证等功能。UPE主要负责用户的数据传输相关功能。控制面和用户面的逻辑分离，使控制面可以向用户大容量的趋势单独发展，而用户面则可以更关注于高带宽、大吞吐量以及数据传输中的服务质量（QoS）、安全性的保障。

　　与此相对应，无线系统也作了简化和功能的重新定义，去除了基站控制器，将无线资源管理的功能下放到基站eNodeb，这样当用户接入时，通过eNodeb直接中止无线链路相关适配，向上直接采用IP技术进行路由和传输，将控制信令直接送往MME进行处理，将用户数据直接发往UPE进行处理转发。

　　MME和HSS间采用Diameter协议实现位置更新和鉴权过程。为实现跨系统的业务切换功能，SAE架构中引入IASA（InterAccessSystemAnchor）。通过I－ASA，可以实现SAE网络与WLAN、WiMAX等其它异构网络的互连。IASA的功能类似于WiMAXNWG下的HA网元。目前，SAE系统架构还处于相关技术和标准的制订中，尚未最终定型。

中兴通讯移动分组域的演进

　　从WiMAXNWG架构和WCDMA分组域网络的演进，可以看出移动分组域网络发展的一些趋势：

　　1．协议层次简单化、结构扁平化、控制精细化使数据传输向大吞吐量、高效率方向发展。

　　2．对各种无线接入技术的适配和统一移动性管理使终端的无缝移动成为可能。

　　中兴通讯的分组域设备正沿着该方向演进，SGSN/GGSN不但可以提供GERAN、UTRAN以及HSDPA综合接入，同时GGSN还可以兼作ASN-GW，实现了WiMAX的综合接入，对于这些接入，可以提供统一的用户管理和计费功能，同时共用了如IP地址分配、隧道管理等一系列的IP分组技术，做到了多接入方式的综合管理。

　　后续中兴还将积极跟踪和参与SAE的研究并将最新研究成果融入移动分组域设备的研究，早日开发出技术先进、顺应移动分组网络发展潮流的移动分组产品。

　　WiMAX和WCDMAPS两种技术虽然起源不同，一个根植于IP互联网，作为一种固定IP网络的无线延伸，另一个脱胎于移动通信网络，引领移动通信网络的IP化发展趋势，但可以看到，两者的网络架构殊途同归，差别已变得越来越模糊，这都是市场对移动数据业务强烈的需求驱动的结果，也代表着现今通信业的发展潮流，即移动互联网趋势。可以预见，在不久的将来，各种无线接入技术将走向统一管理，用户不管采用何种无线技术，都可以通过一张高效的网络体验到多彩无线业务的乐趣。
　　作者：中兴通讯 吴瑟